Aprann ou 6 ladrès konsepsyon ekipman pou pouvwa
01 Ferrite mayetik anplifikatè nan Flyback Power Supply
Pou yon ekipman flyback pwodiksyon doub ak pouvwa reyèl sou tou de pwodiksyon (5V 2A ak 12V 3A, tou de reglemante pa ± 5 pousan), lè vòltaj la rive nan 12V li ale nan yon eta chaj zewo epi li pa ka Ajiste nan limit la 5 pousan. Yon regilatè lineyè se yon solisyon solid, men li toujou pa ideyal akòz pri segondè li yo ak pèt efikasite.
Solisyon sijere nou an se sèvi ak yon anplifikatè mayetik sou pwodiksyon an 12V, menm yon topoloji flyback ka itilize. Pou diminye pri, li rekòmande pou itilize yon anplifikatè mayetik ferit. Sepandan, kous kontwòl anplifikatè mayetik ferit la diferan de materyèl tradisyonèl rektangilè bouk hystérésis (materyèl pèmeyabilite mayetik segondè). Sikwi kontwòl ferit la (D1 ak Q1) koule kouran pou kenbe pouvwa nan pwodiksyon an. Sikwi sa a te byen teste. Enroulement transfòmatè yo fèt pou pwodiksyon 5V ak 13V. Sikwi a ka menm reyalize sub-1W pouvwa D '(5V 300mW ak 12V zewo chaj) pandan y ap reyalize ± 5 pousan règleman nan pwodiksyon an 12V.
02 Sèvi ak kous crowbar arc ki egziste deja pou bay pwoteksyon kont kouran
Konsidere 5V 2A ak 12V 3A pwovizyon flyback. Youn nan espesifikasyon kle yo nan ekipman pou pouvwa sa a se overpower pwoteksyon (OPP) sou pwodiksyon an 5V lè pwodiksyon an 12V rive nan okenn chaj oswa yon chaj trè lejè. Tou de pwodiksyon prezante yon kondisyon règleman vòltaj ± 5 pousan.
Pou solisyon komen, itilize nan sans rezistans degrade pèfòmans kwa-règleman, ak fusibles yo chè. Sepandan, kous crowbar pou pwoteksyon ovèvoltaj (OVP) yo disponib kounye a. Sikwi sa a kapab satisfè tou de OPP ak kondisyon règleman vòltaj, ki ka reyalize lè l sèvi avèk yon kous pasyèl arc crowbar.
R1 ak VR1 fòme yon prechaj aktif sou pwodiksyon an 12V, ki pèmèt règleman 12V lè pwodiksyon an 12V alalejè chaje. Lè pwodiksyon an 5V nan yon kondisyon surcharge, vòltaj la sou pwodiksyon an 5V ap tonbe. Chaj enbesil trase yon anpil nan kouran. Yo ka itilize yon gout vòltaj atravè R1 pou santi gwo kouran sa a. Q1 vire sou epi deklannche kous la OPP.
03 Regilatè shunt aktif ak prechaj
Flyback se kounye a topoloji ki pi popilè nan domèn chanje pwodwi ekipman pou pouvwa soti nan liy vòltaj AC a ba vòltaj DC. Yon gwo rezon pou sa a se inik pri-efikasite nan bay plizyè vòltaj pwodiksyon pa tou senpleman ajoute likidasyon adisyonèl nan segondè transfòmatè a.
Tipikman, fidbak la soti nan pwodiksyon an ak kondisyon ki pi sere tolerans pwodiksyon an. Pwodiksyon sa a Lè sa a, defini vire yo pou chak volt pou tout lòt likidasyon segondè. Akòz efè enduktans flit, rezilta yo pa ka toujou reyalize vòltaj pwodiksyon an vle kwa règleman, espesyalman si yon pwodiksyon bay yo ka dechaje oswa trè lejèman chaje paske lòt pwodiksyon yo konplètman chaje.
Yon pòs regilatè oswa chaj egare ka itilize pou anpeche vòltaj la nan pwodiksyon an soti nan ap monte nan kondisyon sa yo. Sepandan, akòz pri a ogmante ak efikasite redwi nan pòs regilatè oswa chaj egare, yo pa te ase atire, espesyalman nan dènye ane yo pou pa gen chaj ak / oswa sibstiti konsomasyon pouvwa D 'nan anpil aplikasyon konsomatè. Anba kondisyon regilasyon de pli zan pli sevè, konsepsyon sa a te kòmanse neglije. Regilatè shunt aktif yo montre nan Figi 3 pa sèlman rezoud pwoblèm règleman vòltaj la, men tou, minimize enpak pri ak efikasite.
Kous la ap travay jan sa a: Lè tou de pwodiksyon yo nan règleman, divizeur rezistans R14 ak R13 tranzistò patipri Q5, ki kenbe Q4 ak Q1 koupe. Anba kondisyon fonksyònman sa yo, aktyèl la nan Q5 aji kòm yon ti prechaj sou pwodiksyon an 5V.
Diferans estanda ant pwodiksyon 5V ak pwodiksyon 3.3V se 1.7V. Lè chaj la mande pou plis kouran soti nan pwodiksyon 3.3V san yo pa yon ogmantasyon egal nan aktyèl chaj soti nan pwodiksyon an 5V, vòltaj pwodiksyon an ap ogmante konpare ak pwodiksyon an 3.3V. Avèk yon diferans vòltaj ki gen plis pase apeprè 100 mV, Q5 pral patipri koupe, vire sou Q4 ak Q1 epi pèmèt aktyèl la koule soti nan pwodiksyon an 5V nan pwodiksyon an 3.3V. Kouran sa a pral lage vòltaj la nan pwodiksyon an 5V, diminye diferans lan vòltaj ant de pwodiksyon yo.
Kantite aktyèl la nan Q1 detèmine pa diferans lan nan vòltaj nan de pwodiksyon yo. Se poutèt sa, kous la ka kenbe tou de pwodiksyon reglemante kèlkeswa chaj yo, menm nan senaryo ki pi mal la kote pwodiksyon an 3.3V konplètman chaje ak pwodiksyon an 5V dechaje. Q5 ak Q4 nan konsepsyon an bay konpansasyon tanperati depi chanjman tanperati VBE nan chak tranzistò anile youn ak lòt. Dyòd D8 ak D9 yo pa obligatwa men yo ka itilize pou diminye dissipation pouvwa nan Q1, elimine nesesite pou ajoute yon koule chalè nan konsepsyon an.
Kous la sèlman reponn a diferans relatif ant de vòltaj yo epi li lajman inaktif nan kondisyon chaj plen ak limyè. Depi regilatè shunt la konekte soti nan pwodiksyon 5V ak pwodiksyon 3.3V, kous la ka diminye dissipation aktif pa 66 pousan konpare ak yon regilatè shunt. Rezilta a se efikasite segondè nan chaj plen ak konsomasyon pouvwa ki ba soti nan chaj limyè a pa gen chaj.
04 High Voltage Antre Chanje Power Supply Sèvi ak StackFET
Ekipman endistriyèl ki opere sou twa-faz AC souvan mande pou yon etap pouvwa oksilyè ki ka bay reglemante ba-vòltaj DC pou sikui analòg ak dijital. Egzanp aplikasyon sa yo enkli kondui endistriyèl, sistèm UPS ak mèt enèji.
Espesifikasyon yo pou sa a kalite ekipman pou pouvwa yo pi sere pase sa yo ki nesesè pou switch estanda sou etajè yo. Se pa sèlman vòltaj opinyon yo pi wo nan aplikasyon sa yo, men ekipman ki fèt pou aplikasyon twa-faz nan anviwònman endistriyèl yo dwe tolere tou fluctuations trè laj-ki gen ladan tan plonje pwolonje, vag pouvwa, ak pèt la okazyonèl nan youn oswa plis faz. Epitou, ranje vòltaj opinyon espesifye pou founiti oksilyè sa yo ka osi laj ke 57 VAC a 580 VAC.
Konsepsyon tankou yon gwo ranje ekipman pou chanje pouvwa ka yon defi, sitou akòz pri a wo nan wo-vòltaj MOSFETs ak limit la nan seri a dinamik nan tradisyonèl bouk kontwòl PWM. Teknoloji StackFET pèmèt konbinezon MOSFET ki ba 600V ki pa chè ak kontwolè ekipman pou pouvwa entegre soti nan Entegrasyon pouvwa, ki pèmèt konsepsyon senp ak chè pou chanje ekipman pou pouvwa ki kapab opere sou yon ranje vòltaj opinyon lajè.
Kous la ap travay jan sa a: Kouran an nan opinyon nan kous la ka soti nan yon sistèm twa-faz twa-fil oswa kat-fil, oswa menm soti nan yon sistèm sèl-faz. Redresman twafaz la konsiste de dyod D1-D8. Rezistans R1-R4 bay limit kouran anpase. Si yo itilize rezistans fuzib, rezistans sa yo ka dekonekte san danje pandan yon fay san yo pa bezwen yon fusible separe. Filtè pi a konsiste de C5, C6, C7, C8, ak L1 pou filtre vòltaj DC rektifye a.
Rezistans R13 ak R15 yo itilize pou balanse vòltaj ki genyen ant kondansateur filtre antre yo. Lè MOSFET andedan switch la entegre (U1) vire sou, sous la nan Q1 yo pral rale ba, R6, R7, ak R8 pral bay aktyèl pòtay, ak kapasite nan junction soti nan VR1 a VR3 ap vire sou Q1. Zener Dyòd VR4 yo itilize pou limite vòltaj pòtay-sous aplike nan Q1. Lè MOSFET nan U1 koupe, vòltaj drenaj maksimòm U1 sere pa yon rezo blocage 450 V ki gen ladann VR1, VR2 ak VR3. Sa limite vòltaj drenaj U1 a apeprè 450 V.
Nenpòt vòltaj adisyonèl nan fen likidasyon ki konekte nan Q1 yo pral aplike nan Q1. Konsepsyon sa a byen distribye vòltaj DC total rektifye D ak vòltaj flyback ant Q1 ak U1. Rezistans R9 yo itilize pou limite osilasyon frekans segondè yo pandan chanjman, epi yo itilize rezo kranpon VR5, D9 ak R10 pou limite vòltaj pik sou prensipal la akòz enduktans flit pandan entèval flyback la.
D1 bay redresman pwodiksyon an. C2 se filtè pwodiksyon an. L2 ak C3 fòme yon filtè segondè pou diminye chanjman rid nan pwodiksyon an.
VR6 vire sou lè vòltaj pwodiksyon an depase gout vòltaj total atravè dyod optocoupler la ak VR6. Yon chanjman nan vòltaj pwodiksyon lakòz yon chanjman nan koule aktyèl la nan dyod optocoupler la nan U2, ki an vire chanje koule aktyèl la nan tranzistò a nan U2B. Lè aktyèl sa a depase aktyèl papòt FB PIN nan U1, pwochen sik la anpeche. Règleman pwodiksyon ka reyalize lè w kontwole kantite sik pèmèt ak enfim. Yon fwa yon sik switch vire sou, sik la fini lè aktyèl la monte nan limit aktyèl entèn U1 la. R11 yo itilize limite aktyèl la nan optocoupler la pandan chaj pasajè ak ajiste benefis nan bouk la fidbak. Yo itilize rezistans R12 pou patipri Zener dyod VR6.
IC U1 (LNK 304) gen fonksyon entegre pou kous la pwoteje kont pèt siyal fidbak, sikwi kout nan pwodiksyon an ak surcharge. Depi U1 mache dirèkteman nan PIN DRAIN li yo, pa gen okenn likidasyon patipri adisyonèl sou transfòmatè a obligatwa. C4 yo itilize pou bay dekoupaj ekipman pou entèn yo.
05 Yon bon seleksyon dyod redresman ka senplifye ak redwi pri a nan sikui filtre EMI nan konvètisè AC / DC
Sikwi sa a ka senplifye epi redwi pri sikui filtre EMI nan konvètisè AC/DC. Pou fè yon AC / DC ekipman pou pouvwa EMI konfòme mande pou itilize nan yon gwo kantite eleman filtre EMI tankou X ak Y kondansateur. Sikui D 'estanda pou ekipman pou AC/DC pouvwa gen ladan yon redresman pon pou rektifye vòltaj la D '(tipikman 50-60 Hz). Depi sa a se yon vòltaj ki ba frekans AC opinyon, yo ka itilize dyod estanda tankou seri 1N400X nan dyod, tou paske sa yo se pi piti chè.
Aparèy filtre sa yo itilize pou diminye EMI ki te pwodwi pa ekipman pou pouvwa a pou konfòme yo ak limit EMI pibliye. Sepandan, depi mezi yo itilize pou anrejistre EMI yo sèlman kòmanse nan 150 kHz, ak frekans vòltaj liy AC se sèlman 50 oswa 60 Hz, tan an rekiperasyon ranvèse nan dyod estanda (gade Figi 5-1) yo itilize nan redresman pon se. relativman dousman. long epi anjeneral pa dirèkteman gen rapò ak jenerasyon EMI.
Sepandan, sikui filtre D 'nan tan lontan an pafwa enkli kondansateur nan paralèl ak redresman pon an pou siprime nenpòt fòm ond frekans segondè ki te koze pa redresman nan vòltaj la antre frekans ba.
Kondansateur sa yo pa nesesè si yo itilize dyod rekiperasyon rapid nan pon redresman an. Lè vòltaj atravè dyod sa yo kòmanse ranvèse, yo refè byen vit (gade Figi 5-2). Sa a diminye eksitasyon endiktif liy pèdi nan liy D 'AC a pa diminye ki vin apre segondè frekans vire-off snaps ak EMI. Depi 2 dyod ka fè chak mwatye sik, sèlman 2 nan 4 dyod yo bezwen kalite rekiperasyon rapid. Menm jan an tou, se sèlman youn nan de dyod ki fè chak mwatye sik bezwen gen yon karakteristik rekiperasyon rapid.
Vòltaj D 'ak fòm ond aktyèl yo montre menen dyòd la nan fen rekiperasyon ranvèse.
06 Sèvi ak Soft-Start pou enfim pwodiksyon ki pa koute chè pou genyen pwent aktyèl yo
Pou satisfè espesifikasyon sevè pouvwa sibstiti, gen kèk ekipman pou pouvwa pwodiksyon miltip yo fèt pou dekonekte pwodiksyon an lè siyal sibstiti a aktif.
Tipikman, sa a se akonpli pa fèmen yon seri bypass bipolè tranzistò (BJT) oswa MOSFET. Pou pwodiksyon aktyèl ki ba, BJT yo ka yon altènatif apwopriye ak mwens koute chè nan MOSFET si transfòmatè pouvwa a fèt ak gout nan vòltaj siplemantè atravè tranzistò yo nan tèt ou.
